一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法技术

一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法。本方法第一步构建用于H2O2合成的生物电化学系统，第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系。本发明专利技术用于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛。

A method based on bioelectrochemical / advanced oxidation coupling system for the degradation of formaldehyde

A method based on bioelectrochemical / advanced oxidation coupling system for the degradation of formaldehyde. The first step of this method is to construct a bioelectrochemical system for H2O2 synthesis, and to construct a UV/H2O2 advanced oxidation system for the degradation of formaldehyde in the second step. The invention is used for bioelectrochemical / advanced oxidation coupling system to degrade formaldehyde.

【技术实现步骤摘要】
一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法
本专利技术涉及一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法。
技术介绍
甲醛为无色液体，分子量30.03，有刺激性气味，对空气比重为1.04，易溶于水、醇和醚，其35%～40%的水溶液称为福尔马林，此溶液在室温下极易挥发，加热更甚。甲醛易聚合成多聚甲醛，而多聚甲醛受热易发生解聚作用，在室温下就能放出微量的气态甲醛。甲醛污染主要来源于工业上制造树脂（酚醛树脂、脲醛树脂等）、塑料、皮革、造纸、人造纤维、胶合板等，另外用作消毒、防腐和熏蒸剂等时，由于直接使用而污染空气。目前，甲醛已经被世界卫生组织确定为属于致癌和致畸形物质；作为具有较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。世界卫生组织(WHO)工作组曾对甲醛规定了它对嗅觉、眼睛刺激和呼吸道刺激潜在致癌力的阈值，并指出当甲醛的室内环境浓度超标10%时，就应引起足够的重视。近年来，各国都对空气中甲醛浓度的限值作了严格规定，我国也于1996年颁布了《居室空气中甲醛的卫生标准》，规定居室空气中甲醛的最高允许浓度为0.08mg/m3。甲醛是世界上公认的潜在致癌物，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一，已有足够的证据表明甲醛对动物是强有力的致癌物。甲醛的刺激毒性对人的神经系统及呼吸系统有相当大的危害，它刺激眼睛和呼吸道黏膜，最终造成免疫力功能异常、肝损伤、肺损伤及神经中枢系统受到影响，如头痛、头晕、咽干、咳嗽等，而且还能致使胎儿畸形。另外，由于其强烈的刺激作用，长期接触低浓度甲醛会有头痛、软弱无力等症状。其慢性作用同样对人的身体健康造成威胁。目前国内外对甲醛去除的研究非常关注，目前常用的甲醛处理技术主要包括吸附法、化学吸收法、热破坏法、催化氧化法、电解氧化法、生物法、光催化氧化法等。上述技术均存在一定的缺点，如利用活性炭对甲醛进行物理吸附会很快达到吸附平衡；吸附平衡后的稳定性较差，容易从吸附剂上发生脱附，易受温度变化和甲醛浓度变化的影响。化学吸收法中常用无机的铵盐和亚硫酸盐吸收甲醛，铵盐溶液在使用过程中易放出氨气；而亚硫酸(氢)盐与甲醛反应是可逆的，在溶液的pH值和环境温度发生改变时会释放出其吸收的甲醛。而使用有机含氮化合物吸收甲醛，吸收剂需定时更换，成本较高，吸收后的废液没有完全将甲醛完全矿化为无机物，处理时存在二次污染的问题。植物吸收法去除甲醛效率比低，而且长期暴露在高浓度的甲醛中的植物易出现病变。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用UV/H2O2技术具有工艺流程简单，氧化效率高，无二次污染的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，第一步构建用于H2O2合成的生物电化学系统，第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的第一步H2O2合成的生物电化学系统是使用石墨-炭黑混合辊压电极作为阴极。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的阴极的制备方法是将粉末状石墨和粉末状导电碳黑按5:1的比例混合，与无水乙醇混合，超声搅拌5-15min，使混合碳粉充分分散和溶解在无水乙醇中，在超声搅拌的条件下，逐滴加入聚四氟乙烯乳液，再超声搅拌5-15min；上述混合物质在70-90℃水浴条件下搅拌60-180min，加入无水乙醇使其成为胶团状，将其在辊压机上不断辊压，直至压制成薄片，制得石墨-炭黑混合辊压电极。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的第一步H2O2合成的生物电化学系统是将石墨-炭黑混合辊压电极装填入双室BES的阴极室中，将碳刷作为阳极放置入阳极室；阳极接种废水；在阴极室中加入Na2SO4溶液中并不断进行曝气；构建了石墨-炭黑混合辊压电极阴极生物电化学系统。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，在石墨-炭黑混合辊压电极阴极生物电化学系统的阴极室合成H2O2。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系是高级氧化体系的H2O2来源为石墨-炭黑混合辊压电极阴极，功率为4W的低压汞灯作为紫外光源，反应体系进行遮光处理，紫外光源与高级氧化液相反应体系的光程为2cm，溶液的pH值调整为3.0±0.5。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的H2O2合成的生物电化学系统和所述的紫外/H2O2高级氧化系统组成生物电化学/高级氧化耦合甲醛降解体系。所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的阴极的制备方法是将粉末状石墨和粉末状导电碳黑按5:1的比例混合，与无水乙醇混合，超声搅拌10min，使混合碳粉充分分散和溶解在无水乙醇中，在超声搅拌的条件下，逐滴加入聚四氟乙烯乳液，再超声搅拌10min；上述混合物质在80℃水浴条件下搅拌120min，加入无水乙醇使其成为胶团状，将其在辊压机上不断辊压，直至压制成薄片，制得石墨-炭黑混合辊压电极。有益效果：1.本专利技术通过UV/H2O2高级氧化技术利用UV激发解离H2O2产生强氧化氢羟基自由基（·OH），而使有机分子发生氧化反应生成CO2和H2O等无毒无害的无机小分子物质。2.本专利技术基于UV/H2O2高级氧化的原理，结合生物电化学系统原位合成过氧化氢的技术，成本低廉，工艺简单，环境好、能耗低且对溶液中的甲醛具有高去除效率。3.本专利技术开发出一种UV/H2O2高级氧化技术，是将石墨-炭黑混合辊压电极装填入双室BES的阴极室中，将碳刷作为阳极放置入阳极室；阳极接种废水；构建了石墨-炭黑混合辊压电极阴极生物电化学系统，在该系统的阴极室合成H2O2；利用UV激发解离H2O2产生强氧化氢羟基自由基（·OH），而使有机分子发生氧化反应生成CO2和H2O等无毒无害的无机小分子物质。4.本专利技术不使用任何化学药剂，无毒无害，去除甲醛效果高效、彻底，氧化效率高，氧化反应后只生成水和二氧化碳，无二次污染等优势。附图说明：附图1是本产品石墨-炭黑复合辊压阴极制备流程图。附图2是生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛方法流程图。具体实施方式：下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1：一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，第一步构建用于H2O2合成的生物电化学系统，第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系。实施例2：实施例1所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的第一步H2O2合成的生物电化学系统是使用石墨-炭黑混合辊压电极作为阴极。实施例3：实施例2所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，所述的阴极的制备方法是将粉末状石墨（型号HTF0325，粒径40μm,纯度>99.9%）和粉末状导电碳黑（型号VulcanXC-72R,粒径30nm）按5:1的比例混合，与无水乙醇混合，超声搅拌5-15min，使混合碳粉充分分散和溶解在无水乙醇中，在超声搅拌的条件下，逐滴加入聚四氟乙烯乳液，再超声搅拌5-15min；上述混合物质在70-90℃水浴条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，其特征是: 第一步构建用于H2O2合成的生物电化学系统，第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系。

【技术特征摘要】
1.一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，其特征是:第一步构建用于H2O2合成的生物电化学系统，第二步构建降解甲醛的UV/H2O2高级氧化体系。2.根据权利要求1所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，其特征是:所述的第一步H2O2合成的生物电化学系统是使用石墨-炭黑混合辊压电极作为阴极。3.根据权利要求2所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，其特征是:所述的阴极的制备方法是将粉末状石墨和粉末状导电碳黑按5:1的比例混合，与无水乙醇混合，超声搅拌5-15min，使混合碳粉充分分散和溶解在无水乙醇中，在超声搅拌的条件下，逐滴加入聚四氟乙烯乳液，再超声搅拌5-15min；上述混合物质在70-90℃水浴条件下搅拌60-180min，加入无水乙醇使其成为胶团状，将其在辊压机上不断辊压，直至压制成薄片，制得石墨-炭黑混合辊压电极。4.根据权利要求1或2所述的一种基于生物电化学/高级氧化耦合体系降解甲醛的方法，其特征是:所述的第一步H2O2合成的生物电化学系统是将石墨-炭黑混合辊压电极装填入双室BES的阴极室中，将碳刷作为阳极放置入阳极室；阳极接种废水；在阴极室中加入Na2SO4溶液中并不断进行曝气；构建了石墨-炭黑混合辊压电极阴极生物电化学系统。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，
申请(专利权)人：凡邸天津环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12